Produção e caracterização de filmes finos de TIO2 micro e nanoestruturados sobre a liga TI6AL4V depositados através de processo eletroquímico anódico

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dc.contributor.advisorSilva, Sidney Nicodemos da
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7979338384555091
dc.contributor.authorHott, Marcus Vinícius Marques
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5686121683355856
dc.contributor.refereeSilva, Sidney Nicodemos da
dc.contributor.refereeCalado, Claudinei Rezende
dc.contributor.refereeSantos, Rogério Felício dos
dc.contributor.refereeFreitas, Kátia Michelle
dc.date.accessioned2025-03-19T21:45:51Z
dc.date.available2025-03-19T21:45:51Z
dc.date.issued2020-07-27
dc.description.abstractA literatura tem demonstrado que a interação entre um implante e o tecido ósseo depende de fatores como a morfologia e a composição superficial do dispositivo a ser implantado. Em vista disso, é de extrema importância o estudo e o aprimoramento de técnicas capazes de modificar a superfície dos materiais utilizados como implantes, no sentido de potencializar suas propriedades osteocondutoras e bioativas, melhorando seu desempenho biológico. Neste trabalho, a superfície da liga Ti6Al4V foi modificada através do processo eletroquímico de anodização com o objetivo de alterar a morfologia de sua camada natural de dióxido de titânio (TiO2). Foram produzidos dois tipos de filmes finos distintos de TiO2, com características microporosas (MP) e nanotubulares (TNT), a fim de serem avaliados morfologicamente, fisicamente e biologicamente. Os MPs foram obtidos a partir da anodização com eletrólito de H3PO4 (1,0 mol/L), aplicação de uma diferença de potencial (DDP) de 174 V CC, durante 5 minutos; e os TNTs foram produzidos a partir da anodização com eletrólito de C6H8O7 (0,1 mol/L) + NaF (0,5 %p/p), aplicação de DDP de 20 V CC, durante 90 minutos. A caracterização morfológica e química foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura com Espectroscopia de Energia Dispersiva (MEV / EDS), Difração de Raios X (DRX) e Fluorescência de Raios X (FRX). Os MPs obtiveram diâmetro médio aproximado de 0,49 µm, distribuídos aleatoriamente sobre o substrato e os TNTs alcançaram um valor médio de 73 nm em seu diâmetro, auto organizados paralelamente entre si. A camada de TNT se mostrou mais rugosa (0,188 µm) que a MP (0,159 µm). Ambos os filmes obtiveram características hidrofílicas apresentando ângulos de contato entre 36° e 38°. Após o ensaio de SBF (Simulated Body Fluid), foram identificadas deposições de Ca e P sobre os dois filmes, podendo sinalizar formação de apatita na superfície. Os MPs e os TNTs revelaram indícios de não serem citotóxicos ao final dos ensaios de difusão em ágar e macrodiluição com o teste resazurina; a adesão celular, avaliada com cepa bacteriana, se apresentou morfologicamente mais favorável sobre a superfície nanotubular. Por fim, através do ensaio de riscamento, o TNT apresentou uma carga Lc1 na ordem de 6,2 N e se mostrou mais aderido ao substrato que o MP, com uma carga Lc1 na ordem de 8,3 N.
dc.description.abstractotherThe literature has demonstrated that the interaction between an implant and bone tissue depends on factors such as morphology and surface composition of the device to be implanted. Therefore, it is extremely important to study and improve techniques capable of modifying the surface of materials used as implants, in order to enhance their osteoconductive and bioactive properties, improving their biological performance. In this work, the surface of the Ti6Al4V alloy was modified through the anodic oxidation electrochemical process in order to change the morphology of its natural layer of titanium dioxide (TiO2). Two different types of TiO2 films, with microporous (MP) and nanotubular (TNT) characteristics, were produced in order to be evaluated morphologically, physically and biologically. The MP films were obtained from anodizing with H3PO4 electrolyte (1.0 mol/L), applying 174 V DC potential, during 5 minutes; and the TNT films were produced from anodizing with C6H8O7 electrolyte (0.1 mol/L) + NaF (0.5% w/w), applying 20 V DC potential, during 90 minutes. The MPs reached an approximately average diameter of 0.49 µm, randomly distributed on the substrate and the TNTs got an average diameter of 73 nm, aligned in parallel to each other. The TNT layer showed to be rougher (0,188 µm) than the MP (0,159 µm). Both films obtained hydrophilic characteristics getting contact angle values between 36° and 38°. After the Simulated Body Fluid (SBF) test, depositions of Ca and P on both films were identified, which may sign the apatite formation on the surface. The MPs and TNTs showed evidence of not being cytotoxic through the agar diffusion and macrodilution assays with the resazurin test; the cell adhesion, evaluated with bacterial strain, was morphologically more favorable on the nanotubular surface. Finally, through the scratch test, TNT layer showed be more adhered to the substrate, with Lc1 load close to 6 N, than MP layer with Lc1 load about 8 N.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/867
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais
dc.subjectAnodização
dc.subjectFilmes finos
dc.subjectDióxido de titânio
dc.subjectNanotubos
dc.subjectLigas de titânio
dc.titleProdução e caracterização de filmes finos de TIO2 micro e nanoestruturados sobre a liga TI6AL4V depositados através de processo eletroquímico anódico
dc.typeDissertação

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